RN2483 - moduł LORA od Microchipa.

RN2483 to w pełni certyfikowany m.in do LoRaWAN 1.0 moduł przeznaczony do komunikacji  LoRa w paśmie 434 i 868 MHz. Co ciekawego oferuje nam ten zgrabny modulik dowiemy się w artykule.

Na początek trochę teorii :

LoRa (Long Range) - to  wąskopasmowa technologia bezprzewodowej transmisji danych. Jest zoptymalizowana pod kątem minimalnego poboru energii i zapewnia dwukierunkową transmisję danych o zasięgu do 5 km w terenie zabudowanym i nawet do 15 km poza nim. (dotarłem jednak do informacji o zestawieniu transmisji na odległości 40 km pomiędzy dwoma węzłami  !!!!)

Urządzenia zasilane są bateryjnie lub za pomocą akumulatorów. Transmisja danych możliwa jest dzięki protokołom zapewniającym bezprzewodowe przesyłanie małych ilości danych z urządzenia do Internetu, chmury lub serwera. Przy czym prędkość transmisji zależy od długości komunikatu. Dwukierunkowa komunikacja pozwala zarówno na odbieranie komunikatów, jak i na przesyłanie ich z urządzeń, a także na ustawianie konfiguracji urządzenia.

Przykładem mogą być tu czujniki, wysyłające wyniki pomiarów. Za bezpieczeństwo przesyłanych danych przed nieautoryzowanym dostępem odpowiada protokół szyfrowania AES.

LoRa wykorzystuje m.in. technologię wynalezioną w latach 30. ubiegłego wieku, a mającą powszechne zastosowania w radarach wojskowych oraz algorytmy korekcji błędów, standard LoRa umożliwia demodulację sygnału użytecznego na poziomie ok. -160 dBm, a więc poniżej poziomu szumów. Ta cecha pozwala na tworzenie sieci prywatnych. Sieć LoRa jest zabezpieczona przed nieautoryzowanym dostępem przez unikatowy klucz dostępu (EUI64), unikatowy klucz aplikacji (EUI64) i specyficzny kod urządzenia (EUI128) identyfikujący jego rodzaj.

Zalety rozwiązanie LoRa sprawiają, że idealnie sprawdza się ono w zastosowaniach wykorzystywanych w inteligentnych miastach np. jako rozwiązanie komunikacyjne, aplikacjach internetu rzeczy np. do realizacji niskoprzepustowej transmisji danych, a także w produktach automatyki przemysłowej, gdzie może usprawnić monitoring.

Urządzenia mogą pracować w rozległej sieci np jak na rysunku poniżej lub jako pojedyńcze węzły komunikujące się miedzy sobą.

LoRa ma bardzo dużo zalet ale w/g mnie najważniejszą z nich jest to,  że jego wykorzystanie nie wiąże się z dodatkowymi opłatami z racji korzystania z nielicencjonowanych pasm częstotliwości ISM (433 MHz, 868 MHz oraz 915 MHz). Czyli tak jakby możemy sobie zostać prywatnymi operatorami sieci bez potrzeby uzyskiwania specjalnych licencji na nadawanie :)
Podstawową wadą jest stosunkowo mała prędkość transmisji ale to nie jest technologia do przesyłania obrazu video.

Jednym z ciekawych i niekonwencjonalnych pomysłów na wykorzystanie LoRy  jest  niezwykle skuteczny system usprawnienia gospodarki odpadami poprzez monitoring ilości śmieci w koszach i wykorzystywanie tych informacji do optymalizacji trasy przejazdu śmieciarki i planu odbioru odpadów.

Moduł RN2483 jest ciekawym wyborem do zabawy z LoRa. Producent na pierwszym miejscu jako cechę wiodącą wymienia wbudowany stos do sieci LoRaWAN. Komunikacja z modułem odbywa się za pomocą prostych komend ASCII. Czyli z modułem "gadamy" po UART.

Moduł posiada programową możliwość ustawienia radia  mamy tu do wyboru modulację FSK z 300 kbps ale z krótszymi zasięgami lub modulacją określoną jako LoRa Technology Modulation  i tu przepływność mamy na poziomie  10937 bps.

Strukturę wewnętrzną modułu zobaczymy na rysunku poniżej :

Do dyspozycji mamy 14 pinów GPIO, możemy za ich pomocą sterować elementami wykonawczymi, sygnalizacyjnymi etc. Pin GPIO możemy również skonfigurować jako wejście analogowe i użyć wewnętrznego przetwornika ADC.

Przyda się to np do monitoringu stanu baterii. 

W pewnych warunkach niedogodnością może być fakt, że wszystkie piny po uruchomieniu modułu są zwarte do masy i musimy o tym pamiętać.

Microchip oferuje dla PIC-ów 8 bitowych do tego modułu, bibliotekę/wtyczkę do MPLAB Code Configurator , która generuje kod w języku C i umożliwia szybkie oprogramowanie i zestawienie węzłów sieci LoRaWAN.

Ruch sieciowy lub  dane z pojedyńczych węzłów możemy np.przekierować do aplikacji webowej w chmurze https://www.thethingsnetwork.org/
lub https://loriot.io/

Moduł kosztuje ok.11 EUR

Chodzi mi po głowie aby zaprojektować do tego płyteczkę "developerską" i trochę potestować te moduliki zobaczymy co z tego wyjdzie.

Warto zauważyć również , że LORA ma inne znaczenie mianowicie to izraelski pocisk balistyczny krótkiego zasięgu do niszczenia celów naziemnych. Jego cechami unikalnymi są bardzo niski współczynnik błędu celności i bardzo niska emisja elektromagnetyczna. Można go wystrzeliwać z platform mobilnych i statków. Zasięg do 280 km.

Pozdrawiam
picmajster.blog@gmail.com


Linki :
RN2483 - datasheet
RN2483 - komendy 

TheThingsNetwork i Node.JS